酒钢连铸焊丝钢夹杂物控制技术

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2中钢年论集圆 0国铁会文 0:

酒钢连铸焊丝钢夹杂物控制技术顾克井魏军韩传基蔡开科( 北京科技大学 )

马明胜田勇张长平任培东(酒泉钢铁公司)

摘要此文介绍了焊丝钢的工艺技术与产品质量的关系，通过开发非金属夹杂物的控制技术，酒钢实现了对焊丝钢夹杂物的成分和形态的控制。钢丝拉拔过程中由夹杂物引起的断裂指数从 04降到了01, . 9 .9明显改善了产品的质量。

关词焊钢夹键丝渺

控制技术断裂指数丫

T ECHNOLOGI OF ES I NCLUS ON ODI I I M F CATI ON

F I S E L J S O OR E D RE E AT C W L W T I G K jg i H C aj aK i n un Ci k u i WeJn a h i a e en u( n e i oSi cad ho g ei ) Bi g U irt f n n Tcnl y n v sy c e e o e j

Ma g eg i og hn C np g e Pi g hn Ta Y n g agi R n dn Mi s n n Za h n eo( uun n S eC . J qa I ad l ) i r n t o o eT e tnh e e h r e i t nli ad ut l f d s l e raosi bte t p csg hogs p dc qat o w lsk eid- h e i p w n o n e o e n r l e s c o ui y e i t s l e sr e . h cmotn s p o n -e l i li ic tl b ir un i li m ditn ci」 t b〕义r d, e o p i ad e o m tl n uo s rl y o c g uo oiao a i b si n h f o a n ai csn o oe c n d n d i n sn f i t t c c J s e I e owrb aa c s b i li s i wn p c s o 04 dw t 01. s i t l n x i r k e e y uo iwr d i r e ifm 9 n . Cn ue d f e g a d n sn n r g s s . o o 9 o e e u c e a o r qet, l o r ut p vd uny qat fo cii r e. l ui p d

s o y mAB T C S RA

K Y R S e wrs e i li m ditn i e o wr b aae E WO D w l i t l n uo oiai, x i r kg d e, s n f o n e c c d f e e

1引言焊丝钢是用仇 C气体保护焊条的主要原料，国内市场需求很大。焊丝钢线材在其高面缩率拉拔加工过程中，出现拉拔脆断的现象。对于焊丝钢的成分及组织的均匀性、纯净度，尤其是夹杂物的数量、特性有极其严格的要求。由于夹杂物与钢的可浇性、 组织、性能等密切

相关，按传统观点，采取下面两种方法保证钢的可浇性、组织、性能的改善。 ()将非金属夹杂物去除到极低的水平； 1 () 2将夹杂物变性，控制夹杂物的成分，减轻或消除其有害性。

性能恶化。夹杂物对钢的性能影响很大程度上取决于夹杂物的数量、大小、形态、组成及分布。经常发现这种情况，即金属的化学成分和组织相同，但它们的某些机械性能却有很大差别。所以，把应当夹杂物当作钢的天然组成部分看待，钢的质量在很大程度上决定于钢的洁净度、成分和组织的最佳化，钢的使用特性才能最好。因此，对于不同用途的钢种，应采取不同的夹杂物控制技术。对于像 I钢、&I F D罐等钢种，必须控制夹杂物的数量到最少；而对于一般使用的钢种，不必采用代价很高的措施，使夹杂物的总量降到最低，而尽力控制夹杂物的成分和形态，确保夹杂物的有害作用不能构

成在危〔1潜的险卜 2

2夹杂物控制技术非金属夹杂物破坏了钢基体的连续性，引起应 力集中，促进裂纹提前形成，降低钢的强度、塑性、韧性和疲劳性能等力学性能，使钢的冷热加工

炼钢工业生产中， 一般采用两种终脱氧工艺来控制夹杂物，一种是铝脱氧工艺，把钢中的溶解氧降低，其脱氧产物— A 0夹杂物一部分可以通 13 2过各种工艺手段加以排除，必要时还对夹杂物进行变性处理，将残留的A2y 1夹杂物变性成低熔点的 C

杯多

炼钢

连铸

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危害性较轻的夹杂物；另一种是非铝脱氧工艺，采用硅锰合金进行脱氧，严格控制钢中的酸溶铝，达到控制夹杂物组成和形态，使夹杂物趋向无害。这种夹杂物控制的新理念的创新，拓宽了以往 片面苛求超低氧来减少夹杂物数量达到提高钢水洁

33渣精炼控制夹杂物 . 33 1精炼渣的拉制 ..

由 于焊丝钢线材要拉丝至们.

一1 m所 0 . 2 m,以有非延性夹杂物就会断丝。另外，用于汽车轮胎加强用钢丝要拔丝至 0 . -03二的极细钢 01 7 . 8

净度的传统思路，并成功地使之工业化，解决了对夹杂物要求极其严格的钢种洁净度难题。

3焊丝钢夹杂物控制技术3 1生产工艺 .

丝、用于发动机吸排气阀弹簧钢，其疲劳破坏指标很重要。钢丝脆断和疲劳破坏的起点之一就是非延J性夹杂物。这些钢种的脱氧生成物的成分控制在

S 2 OA 0系的延性领域[ i - -1 3 o Mn 2 3]为了 使可变形夹杂物析出，在钢包精炼期间加人5 t掩/精炼渣，控制渣中的 S、CO.马 i姚 a A2 1成分在一定范围内。表2所示传统工艺与改进工艺精炼前后钢包渣的组成。表2精炼前后的钢包渣组成组成精炼前M四

酒钢焊丝钢生产工艺流程为 5t 0转炉￣L炉精 F炼 5x, 2￣1 1,连铸， 0 0. 5钢种的化学成分见表 t o表1 R0 6 E 7S X的标准化学成分钢种} C !S} i Mn一 P

(%)

(%)Mu 0

E 7S6 1 .7 . 08 14 -18 (00 5 R 0 - 00 -0 1 X 5} .0} .0 .5一 .2

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I0 Az 3 S 2 i O

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传统工艺： 转炉￣吹 A￣连铸敞开浇注，高 r速线材，脱氧合金化采用硅铁+锰铁。改进工艺： 转炉￣L精炼￣连铸保护浇注￣ F高速线材，脱氧合金化采用硅铁+铝锰铁十钙线。32脱妞合金化 .

传统上乙

精烁后

精炼前改进工艺精炼后

:一2::: 0 3.,:: 6t4;:一 6 08: 464:: 8:1:4 2:,8:3 5,;1 .2 .;:.}. 2: 3:41 2 56 4 63 0 1

采用硅一 锰脱氧的钢水，钢水中的【 l, o s. o T0较高， .夹杂物总量也较多，通过优化脱氧合金化工艺，铸坯中的T O .、夹杂物总量明显减少。图1为采用不同脱氧合金化工艺铸坯中T 0夹 .、杂物总量的比较。()AXO T Is

(罗。千如遏画翻霖碟粥

一：传统工艾

改进工艺

从表2 中可以看出：改进工艺的碱度 R在 10 .一 .之间， 11而原工艺碱度R在18 .以上，以钙硅石为主的精炼渣的优点是低氧势、低熔点、易吸收脱氧夹杂物，尤其是A 0 1 A 332铸坯中夹杂物的形态 ..采用金相法、大样电解法，结合扫描电镜 (E和

电子探针 (D )等手段，对两种工艺 S M) ES的夹杂物形貌和成分进行分析，分析结果如下。传统工艺铸坯中 夹杂物主要是：球状和块状的蔷薇辉石、锰橄榄石 (i 4%一 4 A% Sz O 5 5%、 0 2 1一1%, O 5 2 M 3%一5%)鳞石英 (i 0 n 1; S Q5%一 7%,咙3 5从%一1%, O 8 6 M 2%一4%)方石 n 5;英 (i 0 S q9%一9%) 8 0改进工艺铸坯中 夹杂物主要是：大量的球状锰铝榴石 (i 2%一4%、A 1%一2%、 SZ O5 7 I 6 M 3 M O1 n 2%一4%) 8,假钙硅石 (i 4%一6%, SZ O2 0 M O 1 4% n 3% 8 - )以及少量的蔷薇辉石、鳞石英。铸坯中典型夹杂物化学成分如图2所示

图 1不同脱氧合金化工艺铸坯中T O .,夹杂物总量的影响 F . fco dfet x i tn u d i I f t i r doim i s g E e f e n e d o s f e i t t la n n o l gn s e t i o t taoye n en k g h t x h e ea d ls n n s mbr bl t n ic i n u o u e i ie n l

4夹杂物对钢丝拉拔性能的影响现场跟踪国内生产焊丝厂家， 统计分析了生产过程中出现的拉拔脆断情况，并对传统工艺与改进工艺进行了比结果如图3较，所示。从断口的形貌

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20 03中国钢铁年会论文集

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改进工艺

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